KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NGÂM, NHIỆT ĐỘ Ủ VÀ THỜI GIAN Ủ ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA ENZYME AMYLASE, HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT TRONG LÚA NẾP THAN NẨY MẦM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA HỌC
----------

LƯƠNG TẨU NAM

KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NGÂM,
NHIỆT ĐỘ Ủ VÀ THỜI GIAN Ủ ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA
ENZYME AMYLASE, HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ VÀ
HÀM LƯỢNG TINH BỘT TRONG
LÚA NẾP THAN NẨY MẦM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: HÓA HỌC

2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA HỌC
----------

LƯƠNG TẨU NAM

KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NGÂM,
NHIỆT ĐỘ Ủ VÀ THỜI GIAN Ủ ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA
ENZYME AMYLASE, HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ VÀ
HÀM LƯỢNG TINH BỘT TRONG
LÚA NẾP THAN NẨY MẦM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: HÓA HỌC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS. NHAN MINH TRÍ

2017



Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

LỜI CẢM TẠ
Đề hoàn thành luận văn tốt nghiệp, ngoài sự cố gắng nổ lực của bản thân còn
có sự động viên, giúp đỡ của gia đình, thầy cô, bạn bè và mọi người xung quanh.
Tôi xin chân thành biết ơn:
Cảm ơn ba mẹ đã tần tạo, một nắng hai sương lo lắng cho con ăn học đến hôm
nay.
Em xin chân thành cám ơn thầy Nhan Minh Trí, đã giúp đỡ em trong suốt quá
trình thực hiện luận văn. Mặc dù bận rộn với công việc giảng dạy và nghiên cứu,
nhưng thầy luôn nhiệt tình hướng dẫn, động viên, chỉ dạy tận tình cho em trong
suốt quá trình thực hiện luận văn. Chính sự nhiệt tình, thân thiện của thầy đã tiếp
thêm động lực cho em hoàn thành đề tài này tốt hơn.
Tiếp theo, em xin cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Hóa học và toàn thể giảng viên
trường Đại học Cần Thơ đã tận tình dạy bảo, truyền đạt cho em nhiều kiến thức
chuyên môn cũng như kiến thức xã hội. Đây là hành trang quý báu cho em trong
quá trình làm việc và học tập sau này.

Bên cạnh đó, xin cảm ơn cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực
phẩm đã hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Đồng thời cảm ơn các bạn sinh viên ngành Hóa học và Công nghệ thưc phẩm
đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến và động viên tôi trong thời gian qua.
Do kiến thức và thời gian thực hiện đề tài có hạn nên phần trình bày của em
còn nhiều hạn chế và không tránh khỏi sai sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến
từ quý thầy cô để luận văn của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn!
Cần Thơ, ngày.....tháng.....năm 2017
Sinh viên thực hiện
(Ký tên)

Lương Tẩu Nam

i
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

TÓM TẮT
Lúa nếp than là loại ngũ cốc chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, khoáng và
đặc biệt là chất chống oxy hóa anthocyanin. Hàm lượng anthocyanin rất cao cùng
với khả năng chống oxy hóa vượt trội của anthocyanin trong nguyên liệu nếp than
giúp ngăn chặn tác động nguy hại của các gốc tự do, lúa nếp than còn chứa nhiều
cấu tử tạo hương thơm đặc trưng, hấp dẫn so với các loại gạo khác. Ngoài ra, nguồn

enzyme amylase trong lúa nếp than còn có thể ứng dụng nhiều trong công nghệ
thực phẩm tạo ra nhiều sản phẩm chất lượng hơn như: malt lúa nếp than, rượu nếp
than, bánh mì nếp than, kem và bột gạo nếp than.
Do quá trình nẩy mầm của lúa nếp than rất quan trọng cho việc tạo ra những
sản phẩm chất lượng, nhưng hiện nay quá trình này vẫn chưa được nghiên cứu
nhiều. Chính vì vậy mà đề tài “Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm, nhiệt
độ ủ và thời gian ủ đến hoạt tính của enzyme amylase, hàm lượng đường khử và
hàm lượng tinh bột trong lúa nếp than nẩy mầm” được thực hiện trên cơ sở khảo
sát ảnh hưởng của thời gian ngâm (1 ngày, 2 ngày, 3 ngày, 4 ngày), thời gian ủ (1
ngày, 2 ngày, 3 ngày, 4 ngày) và nhiệt độ ủ (28oC, 35oC, 40oC) đến độ ẩm của hạt
sau khi ngâm và sau khi ủ. Hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử và
hàm lượng tinh bột trong malt khô (hạt nẩy mầm khô).
Kết quả thực nghiệm cho thấy, lúa nếp than sau khi được ngâm 2 ngày và ủ 3
ngày ở nhiệt độ phòng, malt khô có hoạt tính enzyme amylase cao nhất 285,39
UI/g, hàm lượng đường khử là 6,45 mg/g và hàm lượng tinh bột là 72,30%. Tiếp
theo, lúa nếp than sau khi được ngâm 2 ngày và ủ 2 ngày ở 40oC, hạt nẩy mầm khô
(malt khô) có hoạt tính enzyme amylase cao nhất 288,56 UI/g, hàm lượng đường
khử là 10,03 mg/g và hàm lượng tinh bột là 70,85%.

ii
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

Trường Đại Học Cần Thơ

Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Khoa Khoa học Tự nhiên

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Hóa học

­­­­­­­­­­­­

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1.

Cán bộ hướng dẫn: TS. Nhan Minh Trí

2. Tên đề bài: “Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm, nhiệt độ ủ
và thời gian ủ đến hoạt tính của enzyme amylase, hàm lượng đường khử và
hàm lượng tinh bột trong lúa nếp than nẩy mầm”.
3.

Sinh viên thực hiện: Lương Tẩu Nam

MSSV: B1304069

Lớp Cử nhân Hóa học
4.

Nội dung nhận xét:..............................................................................

..........................................................................................................................
a) Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:....................................
.........................................................................................................................
b) Nhận xét nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy
đủ):
........................................................................................................................
.......................................................................................................................
* Những vấn đề còn hạn chế:...........................................................................
c) Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:...........................................
d) Đề nghị và điểm:.....................................................................................
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2017
Cán bộ phản biện

-------------------------------

iii
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin can đoan luận văn này được hoàn thành dựa trên kết các kết quả nghiên
cứu của tôi và kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn
cùng cấp nào khác.
Cần Thơ, ngày.....tháng.....năm 2017

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

(Ký tên)

(Ký tên)

TS. Nhan Minh Trí

Lương Tẩu Nam

iv
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ .......................................................................................................... i
TÓM TẮT ............................................................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. iiv
MỤC LỤC .............................................................................................................. v
DANH SÁCH BẢNG ........................................................................................... vii
DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................... viii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU..................................................................................... 1

1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2
1.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................. 3
2.1 Giới thiệu chung về lúa nếp than................................................................... 3
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố, đặt điểm của lúa nếp than ..................................... 3
2.1.2 Cấu trúc hạt lúa ....................................................................................... 4
2.1.3 Thành phần và đặc tính ........................................................................... 5
2.1.4 Hoạt chất và công dụng của nếp than ................................................... 10
2.2 Tổng quan về lúa nẩy mầm ......................................................................... 13
2.2.1 Sự nẩy mầm .......................................................................................... 13
2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm ..................................... 14
2.2.3 Những biến đổi xảy ra trong quá trình nẩy mầm .................................. 15
2.3 Giới thiệu chung về enzyme amylase .......................................................... 19
2.3.1 Enzyme amylase ................................................................................... 19
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme ................................. 26
2.3.3 Ứng dụng của enzyme amylase ............................................................ 28
2.4 Các nghiên cứu liên quan ............................................................................ 31
2.4.1 Các nghiên cứu trong nước ................................................................... 31
2.4.2 Các nghiên cứu nước ngoài................................................................... 32
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 33
3.1 Phương tiện và phương pháp thí nghiệm .................................................... 33
3.1.1 Thời gian và địa điểm ........................................................................... 33
v
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

3.1.2 Nguyên liệu ........................................................................................... 33
3.1.3 Hóa chất ................................................................................................ 33
3.1.4 Dụng cụ, thiết bị .................................................................................... 34
3.2 Phương pháp thí nghiệm ............................................................................. 34
3.2.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cơ bản........................................... 34
3.2.2 Phương pháp xử lí số liệu ..................................................................... 41
3.2.3 Quy trình nẩy mầm lúa nếp than ........................................................... 42
3.3 Bố trí thí nghiệm.......................................................................................... 45
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hoạt tính của enzyme
amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột trong lúa nếp than nẩy
mầm. ............................................................................................................... 45
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến hoạt tính của
enzyme amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột trong lúa nếp
than nẩy mầm. ................................................................................................ 47
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................ 50
4.1 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ ẩm của hạt sau khi ngâm và sau khi
ủ, hoạt tính của enzyme amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột
trong malt khô (hạt nẩy mầm khô) .................................................................... 50
4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến độ ẩm của hạt sau khi ủ, hoạt
tính của enzyme amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột trong
malt khô (hạt nẩy mầm khô) ............................................................................. 58
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 71
5.1 Kết luận ....................................................................................................... 71
5.2 Đề nghị ........................................................................................................ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 74
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 77

vi
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của nếp than, nếp thường và gạo tẻ.................. 8
Bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng trong nếp than mầm và gạo thường (tính trên
150g) ....................................................................................................................... 9
Bảng 2.3 Thành phần Vitamins và khoáng chất trong nếp than nảy mầm và gạo
thường (tính trên 150 g) .......................................................................................... 9
Bảng 2.4 Đặc điểm của α-amylase được trích ly từ các nguồn khác nhau.......... 23
Bảng 2.5 Các đặc tính kỹ thuật của enzyme glucoamylase được trích ly từ các loại
nấm mốc khác nhau .............................................................................................. 26
Bảng 3.1 Hoạt độ dự kiến của chế phẩm enzyme amylase .................................. 36
Bảng 3.2 Thể tích các dung dịch glucose và thuốc thử DNS cho vào mỗi ống
nghiệm .................................................................................................................. 38
Bảng 4.1 Trung bình bình phương độ ẩm sau ngâm, độ ẩm sau ủ, hoạt tính enzyme
amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột theo thời gian ngâm ...... 51
Bảng 4.2 Trung bình độ ẩm sau ngâm và độ ẩm sau ủ theo thời gian ngâm ........ 51
Bảng 4.3 Trung bình hàm lượng đường khử, hàm lượng tinh bột và hoạt tính
enzyme amylase theo thời gian ngâm khác nhau ................................................. 52
Bảng 4.4 Hệ số tương quan (r) giữa nhân tố thời gian ngâm với các chỉ tiêu theo
dõi ......................................................................................................................... 57
Bảng 4.5 Trung bình bình phương độ ẩm sau ủ, hàm lượng đường khử, hàm lượng

tinh bột và hoạt tính enzyme amylase theo nhiệt độ ủ và thời gian ủ................... 60
Bảng 4.6 Phần trăm ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến sự thay đổi độ ẩm
sau ủ, hàm lượng đường khử, hàm lượng tinh bột và hoạt tính enzyme amylase ....
............................................................................................................................... 61
Bảng 4.7 Trung bình độ ẩm sau ủ, hàm lượng đường khử, hàm lượng tinh bột và
hoạt tính enzyme amylase ở các nhiệt độ ủ khác nhau ......................................... 62

vii
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Cánh đồng lúa nếp than ........................................................................... 3
Hình 2.2 Cấu trúc của hạt lúa ................................................................................. 4
Hình 2.3 Cấu trúc của Amylose và Amylopectin ................................................... 7
Hình 2.4 Công thức cấu tạo của Anthocyanin ...................................................... 10
Hình 2.5 Công thức cấu tạo của GABA ............................................................... 11
Hình 2.6 Các hợp chất của gamma-oryzanol ........................................................ 12
Hình 2.7 Quá trình thủy phân tinh bột của các enzyme amylase ......................... 16
Hình 2.8 Công thức cấu tạo của 2-acety-1-pyrroline ........................................... 18
Hình 2.9 Các loại enzyme exoamylase và endoamylase ...................................... 20
Hình 3.1 Lúa nếp than mua tại tỉnh Sóc Trăng ..................................................... 33
Hình 3.2 Phương trình phản ứng tạo màu giữa đường khử .................................. 37
Hình 3.3 Đồ thị đường chuẩn glucose ................................................................. 39

Hình 3.4 Dãy màu chuẩn dung dịch glucose với thuốc thử DNS......................... 39
Hình 3.5 Phản ứng thủy phân tinh bột thành đường glucose ............................... 40
Hình 3.6 Quy trình nẩy mầm lúa nếp than............................................................ 42
Hình 3.7 Ngâm lúa nếp than ................................................................................. 43
Hình 3.8 Ủ nẩy mầm lúa nếp than ........................................................................ 44
Hình 3.9 Sấy lúa nếp than sau khi nẩy mầm......................................................... 44
Hình 3.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ..................................................................... 45
Hình 3.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ..................................................................... 48
Hình 4.1 Lúa nếp than sau khi được ngâm ở các thời gian khác nhau và ủ 3 ngày ở
28oC ....................................................................................................................... 51
Hình 4.2 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ ẩm của hạt sau khi ngâm ......... 53
Hình 4.3 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hoạt tính enzyme amylase ............ 54
Hình 4.4 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm lượng đường khử .................. 55
Hình 4.5 Sự ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm lượng tinh bột ................... 56
Hình 4.6 lúa nếp than ủ nẩy mầm ở 28oC theo các thời gian ủ khác nhau ........... 58
Hình 4.7 lúa nếp than ủ nẩy mầm ở 35oC theo các thời gian ủ khác nhau ........... 59
Hình 4.8 lúa nếp than ủ nẩy mầm ở 40oC theo các thời gian ủ khác nhau ........... 59
viii
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

Hình 4.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến độ ẩm của hạt sau khi ủ . 64
Hình 4.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng đường khử .... 65
Hình 4.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến hàm lượng tinh bột ...... 66

Hình 4.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến hoạt tính enzyme amylase
............................................................................................................................... 67
Hình 4.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến hoạt tính enzyme amylase
trong malt khô ....................................................................................................... 68
Hình 4.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến hoạt tính enzyme amylase
trong malt khô ....................................................................................................... 68
Hình 5.1 Quy trình nẩy mầm lúa nếp than............................................................ 72

ix
GVHD: TS.Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Ngũ cốc là nguồn cung cấp năng lượng dồi dào cho cơ thể và đặc biệt là các
loại ngũ cốc có màu sẽ làm tăng lên giá trị dinh dưỡng, cũng như những lợi ích cho
sức khỏe con người mà chúng đem lại. Trong đó lúa nếp than là loại ngũ cốc vỏ
ngoài có màu nâu đen, có hương vị đặc biệt hấp dẫn, khác hẳn với nhiều loại lúa
nếp thường khác.
Lúa nếp than là nguồn lúa nếp địa phương có phẩm chất gạo tốt, chất lượng
cao, là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng chứa khoảng 75% tinh bột, 7,4% protein,
0,8% chất béo, giàu lysine, vitamin B1, sắt, kẽm, canxi và lân. Các chất dinh dưỡng
đặc biệt trong gạo nếp than như xơ, protein, vitamin B1, khoáng chất (Ca, P,
Fe...)…, cao hơn nhiều hơn so với gạo bình thường từ 20 - 50% và hoàn toàn có

lợi cho sức khỏe con người (Gu Defa, 2006). Hoạt tính chống oxy hóa của dịch
trích ly từ gạo nếp than mầm cao hơn 1,3 - 1,6 lần so với gạo thường (Duangkamol
Luemchan, 2006). Lúa nếp than nẩy mầm chứa hàm lượng cao các vitamin, khoáng
chất, gamma-amino-butyric acid, phytate có tác dụng ngừa ung thư đường ruột
(Karladee and Suriyong, 2012).
Trong quá trình nẩy mầm lúa nếp than hoạt tính enzyme amylase sẽ tăng lên,
mục đích của quá trình nẩy mầm là tạo ra được hệ enzyme hoàn chỉnh, hoạt hóa
enzyme amylase có khả năng đường hóa tinh bột dự trữ trong nội nhũ, tấn công
làm thay đổi khả năng thẩm thấu màng tế bào của nội nhũ (Hoàng Đình Hòa, 2002).
Từ đó, hạt nẩy mầm có thể được sử dụng trong việc chế biến các loại thực phẩm
nhằm tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao như: cháo nếp than, gạo nếp
than rang, sữa chua nếp than, kem nếp than, bột gạo nếp than và rượu vang nếp
than. Hoạt tính enzyme amylase ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình chế biến sản
phẩm, hoạt tính enzyme cao quá trình đường hóa sẽ diễn ra nhanh và hạn chế được
lượng chế phẩm enzyme bổ sung vào. Từ đó rút ngắn thời gian, giảm chi phí cho
quá trình sản xuất, đảm bảo chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Tuy nhiên, để có được hoạt tính enzyme amyalse cao quá trình nẩy mầm của
hạt có ảnh hưởng rất nhiều, vì trong quá trình nẩy mầm những điều kiện về thời
gian ngâm, thời gian ủ và nhiệt độ ủ là những nhân tố quyết định. Đầu tiên, thời
gian ngâm phải đủ để hạt hút đủ nước đạt độ ẩm tốt nhất cho quá trình nẩy mầm,
nhưng nếu ngâm quá lâu hạt hút nhiều nước, các chất dinh dưỡng hòa tan và
khuyếch tán ra ngoài môi trường làm tiêu hao chất dự trữ trong phôi nhũ, đồng thời
1
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

làm cho nước ngâm bị chua, hạt bị thối và nẩy mầm yếu (Hoàng Đình Hòa, 2002).
Còn đối với thời gian ủ và nhiệt độ ủ là 2 nhân tố gắn liền với nhau trong quá trình
nẩy mầm. Thời gian ủ không được quá lâu sẽ dẫn đến hao hụt chất khô nhiều không
có lợi cho quá trình chế biến sau này. Về nhiệt độ ủ, nẩy mầm là một quá trình phức
tạp gồm nhiều phản ứng và giai đoạn đều bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nhiệt độ quá
thấp hoặc quá cao quá trình nẩy mầm của hạt sẽ bị ngăn chặn. Từ đó, có thể thấy
được tầm quan trọng của thời gian ngâm, thời gian ủ và nhiệt độ ủ trong quá trình
nẩy mầm.
Nhằm tạo điều kiện phát triển các sản phẩm có lợi từ nguồn nguyên liệu lúa
nếp than và góp phần nâng cao giá trị thương phẩm ngành lúa gạo Việt Nam, từ
những lý do trên cho thấy cần thực hiện đề tài “Khảo sát sự ảnh hưởng của thời
gian ngâm, nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến hoạt tính của enzyme amylase, hàm
lượng đường khử và hàm lượng tinh bột trong lúa nếp than nẩy mầm”.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài: Tìm ra được điều kiện tối ưu nhất trong quá trình ngâm
và quá trình ủ nẩy mầm lúa nếp than để hoạt tính enzyme amylase là cao nhất.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hoạt tính của enzyme
amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột trong lúa nếp than nẩy mầm.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ủ và nhiệt độ ủ đến hoạt tính của
enzyme amylase, hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột trong lúa nếp than
nẩy mầm.

2
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam

Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về lúa nếp than
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố, đặt điểm của lúa nếp than
Nếp than là giống lúa cổ truyền của Việt Nam, là giống lúa được trồng chủ
yếu ở Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, Phú Thọ, Ninh Bình, Thanh Hóa, ở
miền Tây Nam Bộ vùng đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, giống lúa này có
năng suất thấp và chỉ trồng duy nhất một mùa trong năm nên chưa đáp ứng được
nhu cầu xã hội ngày càng cao hiện nay. Lúa nếp than là một trong các loại lúa gạo
có vỏ trấu màu nâu đen, phần hạt gạo sau khi bóc tách vỏ sẽ thấy màu tím đen.

Hình 2.1 Cánh đồng lúa nếp than
(Nguồn: )

3
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

2.1.2 Cấu trúc hạt lúa

2.1.2.1 Vỏ lúa
Vỏ lúa gồm 2 vỏ trấu ghép lại (trấu lớn và trấu nhỏ). Ở gốc 2 vỏ trấu chỗ gắn
vào đế hoa có mang 2 tiểu dĩnh. Vỏ trấu chiếm khoảng 16 - 28% khối lượng toàn
hạt. Sự phân bố trọng lượng của gạo lức là vỏ quả chiếm 1 - 2%, lớp aleuron cộng
với phôi tâm và vỏ hạt chiếm 4 - 6%, phôi 1%, vảy nhỏ 2% và nội nhũ 90 - 91%.
2.1.2.2 Hạt gạo
Bên trong vỏ lúa là hạt gạo. Hạt gạo gồm 2 phần:
- Phần phôi hay mầm: nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ đính vào đế hoa, ở về phía
mảnh vỏ trấu lớn.
- Phôi nhũ: chiếm phần lớn hạt gạo chứa chất dự trữ, chủ yếu là tinh bột (phần
gạo chúng ta ăn hàng ngày).
Bên ngoài hạt gạo được bao bọc bởi một lớp vỏ lụa mỏng chứa nhiều vitamin,
nhất là vitamin nhóm B. Khi xay xát lớp nầy tróc ra thành cám mịn.

Hình 2.2 Cấu trúc của hạt lúa
(Nguồn: )

4
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

2.1.3 Thành phần và đặc tính
2.1.3.1 Carbohydrate
Carbohydrate của gạo chủ yếu là tinh bột cùng với một lượng nhỏ pentosan,

hemicellulose và đường. Tinh bột chiếm khoảng 85 - 90% lượng các chất rắn. Tinh
bột gồm có hai thành phần là amylose và amylopectin. Tuy nhiên, gạo dẻo (nếp)
chứa ít hoặc không chứa amylose. Đường chiếm khoảng 0,3 - 0,5% trong gạo trắng
và khoảng 0,6 - 1,4% trong gạo tách vỏ trấu (gạo lức). Đường tự do chủ yếu là
saccharose cùng với một lượng nhỏ glucose và fructose.
2.1.3.2 Protein
Hàm lượng protein chịu ảnh hưởng lớn bởi giống và điều kiện môi trường,
bởi mùa vụ và phân đạm. Có sự khác biệt khoảng 4% trong hàm lượng protein của
cùng một loại gạo trồng ở các mùa vụ khác nhau. Hầu hết protein trong gạo là loại
tan trong kiềm (glutelin).
2.1.3.3 Lipid
Lipid tập trung chủ yếu trong cám và phôi. Độ ổn định của lipid từ gạo là do
các chất chống oxy hóa mà chủ yếu là tocopherol. Trong một nghiên cứu cho thấy
dầu cám gạo thô chứa 0,044% tổng lượng tocopherol, trong đó 0,026% là αtocopherol. Trong gạo cũng có chứa một loại tocopherol lạ, đó là η-tocopherol.
Nghiên cứu xa hơn cho thấy có sự hiện diện của 4 tocol đã được methyl hóa và 4
loại tocotrienol liên quan và từ đó xác định được η-tocopherol của lipid gạo là 7,8dimethyl tocotrienol.
2.1.3.4 Vitamin và khoáng chất
Gạo chứa ít hoặc không có vitamin A, vitamin C, vitamin D. Thành phần
vitamin chủ yếu là nhóm B, khoảng 81% thiamin trong hạt gạo là ở các lớp vỏ cám,
11% trong phôi và chỉ 8% trong nội nhũ. Một báo cáo cho thấy tổng hàm lượng tro
cũng như hàm lượng của từng chất khoáng cao nhất ở các lớp ngoài cùng và giảm
dần về phía trong hạt.
2.1.3.5 Acid amin
Hàm lượng acid amin tự do chiếm nhiều nhất là ở trong phôi, sau đó là đến
cám và cuối cùng là ở trong nội nhũ.

5
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam

Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

2.1.3.6 Tinh bột
Tinh bột là nhóm cacbohydrate ở thực vật, có chủ yếu trong các loại củ khoai
lang, khoai tây, khoai mì...., trong các hạt ngũ cốc và các loại hạt, có công thức
tổng quát là (C6H10O5)n. Hạt tinh bột có hình dạng rất khác nhau với kích thước từ
2 μm đến 15 μm.
Tinh bột là chất keo háo nước điển hình cấu tạo từ amylose – mạch thẳng và
amylopectin. Tỷ số amylose và amylopectin trong tinh bột thường vào khoảng 1:4.
Cả hai đều tạo thành từ những gốc α-D-glucose. Chúng được liên kết bởi các nối
α-1,4-glucoside và α-1,6-glucoside nên tạo thành nhiều nhánh. Ngoài amylose và
amylopectin trong tinh bột còn có chứa một lượng nhỏ các chất khác như muối
khoáng, chất béo... Hàm lượng chung của chúng khoảng 0,2 - 0,7%.
Tinh bột không tan trong nước lạnh, trong rượu và ether. Amylose dễ tan
trong nước nóng và tạo nên độ nhớt của dung dịch. Amylopectin khi hòa tan trong
nước nóng tạo dung dịch rất nhớt.
Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước trương nở và tạo dạng gel. Mức độ
trương của tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi tăng dần nhiệt độ, dịch tinh bột sẽ
biến thành dạng keo và gọi là hồ tinh bột. Nhiệt độ làm cho hồ tinh bột có độ nhớt
cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa của tinh bột.
Amylose: có cấu tạo chuỗi không phân nhánh, mạch thẳng cấu tạo từ các gốc
α-D-glucopyranosyl, liên kết với nhau bởi gốc α-1,4 glucoside, dài khoảng 300 1000 gốc glucose, xoắn theo chiều lò xo mỗi xoắn có 6 gốc glucose tạo thành hình
lục giác. Cấu trúc xoắn được giữ vững nhờ các liên kết hydro được tạo thành giữa
các nhóm OH tự do. Bên trong xoắn có thể kết hợp với các nguyên tử khác. Cùng
với amylopectin, các phân tử amylose tham gia tạo nên cấu hình hạt tinh bột của
thực vật. Ví dụ amylose tạo thành màu xanh khi tác dụng với iodine, nếu đun nóng

liên kết hydro bị cắt đứt, chuỗi amylose bị duỗi thẳng iodine bị tách ra khỏi amylose
dung dịch mất màu xanh.
Amylose thường phân bố ở phần bên trong của hạt tinh bột. Dung dịch
amylose có độ nhớt thấp hơn dung dịch amylopectin. Amylose bị kết tủa bởi ancol
butylic.
Amylopectin: là một polymer mạch nhánh, được cấu tạo từ các gốc α-Dglucopyranosyl liên kết với nhau bởi α-1,4 và α-1,6 glucoside. Mức độ polymer
hóa từ amylopectin có thể lên đến giá trị hàng triệu. Cấu trúc phân mạch của nó

6
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

bao gồm một nhánh trung tâm (chứa liên kết 1-4) từ nhánh này phát ra các nhánh
phụ có chiều dài khoảng vài chục gốc glucose. Khối lượng phân tử của amylopectin
khoảng 500.000 - 1 triệu Da. Amylopectin được phân bố ở mặt ngoài hạt tinh bột.
Dung dịch amylopectin có độ nhớt cao, khi đun nóng làm thay đổi sâu sắc và không
thuận nghịch cấu trúc phân tử amylopectin gây ra trạng thái hồ hóa tinh bột. Tinh
bột có thể bị thủy phân dưới tác dụng của enzyme amylase hoặc acid tạo thành các
sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn gọi là dextrin. Các dextrin này có thể bị
thủy phân hoàn toàn tạo thành các gốc glucose. Như vậy sản phẩm thủy phân hoàn
toàn tinh bột là glucose tuy nhiên ở những điều kiện xác định, dưới tác dụng của
enzyme amylase mantose lại là sản phẩm chủ yếu trong sản phẩm thủy phân tinh
bột.

Hình 2.3 Cấu trúc của Amylose và Amylopectin
(Nguồn: )

7
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của nếp than, nếp thường và gạo tẻ
Thành phần dinh dưỡng
Gạo tẻ

Nếp thường

Nếp than

Năng lượng (kcal)

361

355

362

Độ ẩm (%)

10,2

11,7

11,2

Protein (g)

6

6,3

7,4

82,0

81,1

77,7

Lipid (g)

0,8

0,6

2,4

Xơ (g)

0,6

0

2,8

8

7

12

Phosphorus (mg)

87

63

255

Potassium (mg)

111

0

326

31

0

12

Vitamin B1 (mg)

0,07

0,08

0,26

Vitamin B2 (mg)

0,02

0,03

0,04

1,8

1,8

5,5

trong 100 g

Carbohydrates (g)

Calcium (mg)

Sodium (mg)

Niacin (g)
(Nguồn: )

8
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

Bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng trong nếp than mầm và gạo thường (tính trên
150 g)
Thành phần

Nếp than nẩy mầm

Gạo thường

10,0 g

9,0 g

Fat

4,5 g

1,2 g

Cholesterol

0 mg

0 mg

Carbohydrate

110,0 g

123,0 g

Dietary Fiber

4,5 g

0,9 g

520,0 kcal

540,0 kcal

Protein

Calories
(Nguồn: )

Bảng 2.3 Thành phần Vitamins và khoáng chất trong nếp than nảy mầm và gạo
thường (tính trên 150 g)
Thành phần

Nếp than nẩy mầm

Gạo thường

11,66

5,00

345,00

116,50

Calcium (mg)

18,80

12,00

Magnesium (mg)

45,00

25,00

1,80

0,80

465,00

130,00

Vitamin E (mg)

0,20

0,13

Vitamin B1 (mg)

0,31

0,10

Vitamin B2 (mg)

0,11

0,03

Vitamin B3 – Niacin (mg)

8,25

2,70

Vitamin B6 (mg)

0,53

0,16

Folic Acid (μg)

38,10

0,80

Sodium (mg)
Potassium (mg)

Iron (mg)
Phosphorous (mg)

(Nguồn: )

9
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

2.1.4 Hoạt chất và công dụng của nếp than
2.1.4.1 Anthocyanin
a) Đặc điểm hóa học
Màu tím đen của gạo nếp than được cho bởi anthocyanin, gạo nếp than chứa
một lượng lớn anthocyanin có khả năng chống oxy hóa, chống viêm nhiễm hạn chế
sự phát triển của tế bào ung thư, ngoài ra ăn gạo nếp than kết hợp với một số loại
thức ăn như rau xanh, hoa quả, thịt nạc, sẽ có thể giúp hấp thu sắt cho cơ thể.
Anthocyanin là các dẫn xuất polyhydroxy và methoxy của flavylium. Trong
thực phẩm có 6 anthocyanin angucon có màu, phổ biến nhất là pelargonnidin,
cyaniding, delphinidin, peonidin, petunidin, malvidin, chúng khác nhau do độ
hydroxyl và methoxyl hóa vòng B.

Hình 2.4 Công thức cấu tạo của Anthocyanin
(Nguồn: )

b) Ứng dụng
Trong thực vật: Anthocyanin được ứng dụng trong việc sản xuất hạt hoặc củ
giống có màu (lúa, các loại đậu...). Dựa vào màu sắc, có thể đánh giá được chất
lượng của nông sản phục vụ cho thu hoạch hoặc chế biến. Bên cạnh đó, màu sắc
hấp dẫn của nông sản cũng có ý nghĩa trong việc thụ phấn hoặc phát tán hạt giống
thông qua động vật hoặc côn trùng.

10
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam

Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

Trong công nghiệp thực phẩm: Màu sắc có một ý nghĩa quan trọng trong sản
xuất các sản phẩm thực phẩm và đồ uống. Thông qua việc chiết xuất nguồn
anthocyanin từ tự nhiên, con người sử dụng để thay thế các loại màu tổng hợp.
Trong dinh dưỡng người: Anthocyanin không độc hại và không gây đột biến
gen nên được sử dụng rộng rãi trong khẩu phần ăn của con người như là thành phần
thực phẩm chức năng. Anthocyanin cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc
phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh về mắt, bệnh ung thư, bệnh tim phổi, chống lão
hóa và bệnh xơ cứng động mạch.
2.1.4.2 Gamma amino butyric acid (GABA)
GABA được tổng hợp từ glutamic acid bởi enzyme glutamate decarboxylase
(GAD). Hoạt động của enzyme GAD có liên quan rất lớn đến quá trình nảy mầm
của hạt gạo lức.
GABA là một acid amin không protein bốn carbon, được tạo ra chủ yếu bởi
các phản ứng khử carboxyl của glutamic acid, được xúc tác bởi các enzyme
decarboxylase glutamate trong quá trình nảy mầm của gạo (Karladee and Suriyong,
2012).
GABA trong gạo lức có khả năng ức chế sự phát triển tế bào ung thư bạch
cầu và các tế bào ung thư khác. GABA đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thần
kinh trung ương như một dẫn truyền thần kinh, giúp hạ thấp huyết áp ở não con
người. Nó làm giảm tăng huyết áp, thúc đẩy cơn buồn ngủ và đem lại lợi ích cho
sức khỏe con người. Tại Nhật bản, GABA tinh chế được sử dụng như thuốc cải
thiện huyết áp.

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của GABA
(Nguồn: )

2.1.4.3 Gamma-Oryzanol
- Giúp duy trì một mức độ cao testosteron ở nam giới.
- Cải thiện các rối loạn trong thời kì mãn kinh ở phụ nữ.
- Làm giảm cholesterol huyết tương.
11
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

- Kích thích sản xuất insulin.
- Kích thích sự hoạt động của Endorphins.
- Giúp phát triển mô cơ nạc.
- giảm viên khớp.

Hình 2.6 Các hợp chất của gamma-oryzanol
(Nguồn: />
2.1.4.4 Polyphenol
Polyphenol là những hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân
benzene và có ít nhất 2 nhóm –OH (Lê Ngọc Tú, 2003). Chúng có nhiều trong thực
vật như rau, quả, hoa, polyphenol tạo màu sắc đặc trưng cho thực vật.
Hợp chất phenol rất dễ bị oxy hóa trong các điều kiện khác nhau: chúng có
thể bị oxy hóa bình thường trong môi trường không khí ẩm, phản ứng được tăng
cường trong môi trường kiềm. Enzyme polyphenoloxidase có thể tồn tại ở hai dạng
tự do và liên kết. Trong gạo polyphenol tồn tại ở dạng acid hydroxycianin, nhạy

cảm với oxy và pH, tan trong nước.
Polyphenol bảo vệ thực vật khỏi tác hại của vi sinh vật, sự oxy hóa của tia
cực tím. Về y học, polyphenol là một trong những hoạt chất tự nhiên có nhiều tác
dụng như chống oxy hóa, kháng viên, kháng khuẩn, chống dị ứng và chống lão hóa
cho con người.

12
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Đại học Cần Thơ

2.2 Tổng quan về lúa nẩy mầm
2.2.1 Sự nẩy mầm
Hạt lúa trong khi bảo quản vẫn còn chứa một lượng nước nhất định từ 12 14% trọng lượng khô. Khi ngâm trong nước, hạt hút nước và trương lên, ẩm độ
trong hạt gia tăng đến 25% thì có thể nẩy mầm được. Khi ấy tinh bột trong phôi
nhũ nhờ enzyme amylase phân giải thành những chất đơn giản cung cấp năng lượng
và chất dinh dưỡng cho mầm phát triển.
Các enzyme thủy phân tinh bột trong hạt lúa chủ yếu là amylase mà chủ yếu
là α-amylase và β-amylase, quá trình nẩy mầm của hạt lúa là giai đoạn chuyển hóa
enzyme từ trạng thái không hoạt động sang trạng thái hoạt động, đồng thời tổng
hợp thêm hàng loạt các enzyme mới, giai đoạn này cần chú ý không làm giảm nhiều
chất khô của hạt, tạo độ thông thoáng bằng cách đảo trộn. Hạt lúa trước khi ngâm
không có hoạt lực của enzyme α-amylase, khi hạt trải qua 3 - 4 ngày trong giai
đoạn nảy mầm thì hoạt lực enzmye amylase đạt tới mức cực đại, sau đó giảm xuống.
Thời gian hút nước nhanh hay chậm tùy theo hạt giống cũ hay mới, vỏ trấu

mỏng hay dày, nhiệt độ nước ngâm cao hay thấp. Nói chung, nhiệt độ không khí
cao, nước ấm, hạt giống cũ hay vỏ hạt mỏng dễ thấm nước thì hạt hút nước nhanh,
mau đạt tới ẩm độ cần thiết.
Ngâm quá lâu, hạt hút nhiều nước, các chất dinh dưỡng hòa tan và khuyếch
tán ra ngoài môi trường làm tiêu hao chất dự trữ trong phôi nhũ, đồng thời làm cho
nước ngâm bị chua, hạt bị thối và nẩy mầm yếu.
Hàm lượng nước trong hạt thích hợp cho quá trình nẩy mầm biến thiên từ 30
- 40% tùy điều kiện nhiệt độ. Nhiệt độ thích hợp cho hạt lúa nẩy mầm từ 27 - 37oC,
nhiệt độ thấp hoặc cao hơn khoảng nhiệt độ này, hạt lúa sẽ nẩy mầm yếu và thời
gian nẩy mầm kéo dài.
So với nhiều hạt giống khác thì hạt lúa nẩy mầm cần ít oxy hơn. Trong điều
kiện bình thường, sau khi mầm hạt phá vở vỏ trấu thì rễ mầm sẽ mọc ra trước, rồi
mới đến thân mầm. Tuy nhiên, nếu bị ngập nước (môi trường yếm khí) thì thân
mầm sẽ phát triển trước. Khi lá đầu tiên xuất hiện, thì các rễ thứ cấp sẽ bắt đầu xuất
hiện để giúp cây lúa bám chặt vào đất, hút nước và chất dinh dưỡng (Nguyễn Ngọc
Đệ, 2008).

13
GVHD: TS. Nhan Minh Trí

SVTH: Lương Tẩu Nam